BAB III KAJIAN NUMERIKALABAQUS DAMPER PELAT BAJA - Kajian Numerikal/Abaqus Damper Pelat Baja

(1)

BAB III

KAJIAN NUMERIKAL/ABAQUS DAMPER PELAT BAJA

3.1 Pendahuluan

Pada dasarnya Sistem control struktur dibedakan atas tiga golongan ( Song

dan Dargus 1997) yaitu: (a) system kontrol pasif, (b) system kontrol aktif, dan (c)

system isolasi dasar. Sehingga pada kajian ini damper pelat baja adalah tergolong

system kontrol pasif, yang menyerap energi gempa akibat pelelehan materialnya

dengan fungsi memperkecil respon simpangan struktur dan menghentikan getaran.

Berbeda dengan pendekatan desain seismik tradisional yang bergantung pada

deformasi inelastis bagian tertentu dari struktur untuk menghilangkan sebagian

besar masukan energi akibat gempa seperti balok dan kolom, dalam sistem kontrol

pasif energi ini disalurkan ke perangkat khusus yang disebut peredam gempa atau

yang saat ini popular dengan sebutan damper . Damper jenis ini sangat

memiliki banyak keuntungan :

(i) Deformasi inelastis terkonsentrasi pada peredam dan kerusakan dalam

struktur yang sudah tua dapat secara drastis dikurangi atau bahkan

dihilangkan

(ii) Penambahan redaman mengurangi perpindahan lateral struktur, yang

juga mengurangi kerusakan elemen non – struktural.

(iii) Dengan penempatan strategis peredam seismik, inspeksi, perbaikan / atau

penggantian setelah gempa bumi dapat dilakukan dengan biaya minimal

dan tanpa mengganggu hunian. Dissipasi energi pasif sistem ini sekarang

(2)

3.2 Kerangka Penulisan

Berikut menjelaskan tentang kerangka penulisan yang dimaksud

Gambar 3.1 Kerangka Penulisan START

JUDUL TUGAS AKHIR:

KAJIAN NUMERIK /ABAQUS PELAT DAMPER

PELAT BAJA

Tools : _{ABAQUS SOFTWARE}

PREMINILARY DESIGN MODELING DAMPER

OUTPUT : DIMENSI DHSD DAMPER

KURVA HYSTERISIS

PENGOLAHAN DATA

KURVA HYSTERISIS

Kefektif RASIO DAMPING

PENYAJIAN DATA

(3)

3.3 Program ABAQUS

Kajian Numerik damper pada pelat baja dengan menggunakan program

ABAQUS 6.12, maka dalam hal ini akan dijelaskan lebih dalam mengenai program

ABAQUS itu sendiri. ABAQUS adalah paket program simulasi rekayasa yang kuat,

didasarkan pada metode elemen hingga, yang dapat memecahkan masalah mulai dari

analisis linier relatif sederhana sampai simulasi nonlinier yang paling menantang.

ABAQUS berisi perpustakaan yang luas dari unsur-unsur yang dapat memodelkan

hampir semua geometri apapun. Program ini memiliki daftar yang sangat luas dari

model material yang dapat mensimulasikan perilaku sebagian besar bahan rekayasa,

termasuk logam, karet, polimer, komposit, beton bertulang, busa yang lentur dan

kuat, dan bahan geoteknik seperti tanah dan batuan.

Dirancang sebagai alat simulasi untuk keperluan umum, ABAQUS dapat

digunakan untuk mempelajari lebih dari sekedar masalah struktural

(stres/perpindahan). Program ini dapat mensimulasikan masalah di berbagai bidang

seperti perpindahan panas, difusi massal, manajemen termal dari komponen listrik

(ditambah termal-listrik analisis), akustik, mekanika tanah (ditambah pori-pori stress

analisis), analisis piezoelektrik, dan dinamika fluida.

ABAQUS menawarkan berbagai kemampuan untuk simulasi aplikasi linier

dan nonlinier. Masalah dengan beberapa komponen dimodelkan dengan mengaitkan

geometri mendefinisikan masing-masing komponen dengan model bahan yang sesuai

dan menentukan interaksi komponen. Dalam ABAQUS, analisis nonlinier otomatis

memilih penambahan beban yang tepat dan toleransi konvergensi dan terus

(4)

dan efisiensi diperoleh. Sehingga dalam kajian numerikal damper pelat baja ini

menggunakan program ABAQUS yang dapat memberikan data numerik yang akurat

melalui proses cyclic hardening dan kurva hysteresis.

3.3.1 Program ABAQUS

Untuk program ABAQUS yang komplit biasanya melalui 3 proses yaitu :

proses awal, simulasi dan proses akhir. Untuk 3 bagian setiap langkah dapat

dijelaskan seperti bagan di bawah ini:

Gambar 3.2 Kerangka Menjalankan Program Abaqus Preprocessing

ABAQUS/CAE

Input File

Job/Inp

Simulator

ABAQUS/CAE

Post Processing

ABAQUS/CAE Out put file

(5)

1. Preprocessing (ABAQUS/CAE)

Pada bagian ini kita akan menemukan model awal yang menjadi masalah

fisik yang akan kita input datanya pada program, misalnya bentuk shell pipa dll.

2. Simulasi (Simulator ABAQUS/Standart or ABAQUS)

Pada simulasi ini adalah proses untuk melakukan mendata dengan data

numeric. Sebagai contoh, output dari analisis perpindahan dan gaya untuk running

data dapat dilakukan dengan cepat atau karna tergantung pada jumlah data yang di

olah.

3. Post Processing (Proses Akhir)

Pada proses akhir kita dapat mengambil kesimpulan yang sudah komplit pada

perpindahan/displacement, Stresses/gaya pada setiap variable yang sudah di

kalkulasikan. Hasil akhir biasanya dibuat dalam suatu laporan atau sebuah catatan.

Untuk memulai ABAQUS/CAE kita dapat mengklik menu start pada komputer

kemudian pilih dari program yaitu ABAQUS/CAE. Program ABAQUS/CAE akan

dimulai dan kita menunggunya beberapa waktu karna program ini program yang

berkapasitas besar.

Pada pilihan start akan muncul kotak printah pilihan.

3.3.2 Komponen Pada Windows Utama 1. Title Bar

Title bar menunjukkan versi dalam ABAQUS/CAE kita melakukan running

dari Title bar.

(6)

4. Context Bar 5. Model Tree

Model Tree menyediakan grafik sebagai Review dari model objek dari

masing-masing bagian, material, langkah, pembebanan.

6. Results Tree

Results Tree memberikan grafik dari output data base dan Spesifik data hasil

plot x–y

7. Toolbox Area

8. Canvas and Drawing Area Adalah lokasi area gambar

9. View port

Tampilan lain dari masing-masing model.

10. Prompt area

Tampilan panduan untuk setiap masing-masing prosedur.

11. Message Area

Pada bagian ini ABAQUS/CAE akan memunculkan informasi dan peringatan

yang terjadi jika ada informasi atau kesalahan.

3.4 Model Konstitusi Material

Sifat material baja akibat pembebanan siklik sangat kompleks dan berbeda

dengan pembebanan static. Salah satunya yang dikenal dengan nama Baushinger

effect, dalam hal ini ditandai dengan penurunan tegangan leleh pada saat unloading

dan reloading. Untuk memperhitungkan pengaruh itu material baja biasanya

(7)

hardening. Persamaan combined hardening model diberikan seperti pada persamaan

…. (abaqus Theory Manual, 2008)

3.5Analisa Pemisahan Kurva Histeresis

Kurva ini adalah kurva hubungan antara gaya dan perpindahan. Kurva ini

adalah hasil dari deformasi siklik bahan leleh baja sehingga terjadi degradasi

kekuatan yang diasumsikan merupakan titik kegagalan struktur. Kapasitas disipasi

energy metallic dumper sangat tergantung pada pola pembebanan yang diterapkan.

Maka salah satu cara untuk mewakili ketergantungan ini dibuat pembagian energy

total disipasi oleh perangkat redaman menjadi apa yang disebut skeleton part dan

Bauschinger part.

Benavent Climent (2010) menguraikan jumlah total regangan plastis energi

disipasi oleh perangkat redaman sebagai berikut. Segmen 0-1, 5-6, 11-12, 17-18

dalam domain positif dan 2-3, 8-9, 14-15 dalam domain negatif dari garis yang

melebihi tingkat beban dicapai sebelumnya oleh siklus dalam domain pembebanan

yang sama. Dengan menghubungkan segmen ini secara berurutan, , maka akan

diperoleh kurva yang disebut skeleton part. Kato dkk, memverifikasi bahwa, di

bawah pembebanan yang tidak konstan akan mengubah deformasi, skeleton curve

dapat didekati dengan hubungan Q – 8 yang diperoleh berdasarkan monotonic

loading. Skeleton curve dapat didekati dengan kurva trilinear ditunjukkan dengan

garis putus-putus pada Gambar 3.4 (b), yang didefenisikan oleh beban lentur Qy,

perpindahan gaya lentur , kekakuan plastic yang pertama dan kedua KP1 dan KP2

(8)

Gambar 3.3 Pemisahan kurva histeresis: (a) kurva asli; (b) skeleton part; dan (c) Bauschinger part.

(9)

Selain itu, pendekatan skeleton curve untuk hysteretic damper yang diperoleh

dari hasil penelitian sebelumnya diidealkan dengan model tri-liniear dengan

kekakuan normal KP1 dan KP2. Segmen 1-2, 6-7, 12-13, 18-19, 3-4, 9-10, dan15-16

adalah unloading path, yang kemiringannya merupakan kekakuan elastis awal Ke =

Qy / . Dalam Gambar 3.3 (b), s + dan s - menunjukkan deformasi plastic

terakumulasi di setiap skeleton curve pada saat komponen baja mengalami

kegagalan, dan s adalah deformasi plastis terakumulasi dalam pendekatan skleton

curve model trilinear di Q = QB. Untuk setiap domain pembebanan pada Gambar 3.4

(b), daerah yang dibatasi oleh unloading path pada saat melewati titik maksimum

beban dan sumbu horizontal dari titik maksimum tersebut ditarik terhadap siklus

kurva sebelumnya ini disebut dengan daerah skleton curve yang merupakan bagian

dari total disipasi energi regangan plastis oleh komponen baja, yang disebut sebagai

s + dan s -. Segmen 4-5, 10-11, 16-17 dalam domain positif dan 7-8, 13-14

dalam domain negatif beban mulai dari Q = 0 dan berakhir pada tingkat beban

maksimum yang sebelumnya dicapai dalam siklus sebelumnya pada domain

pembebanan yang sama. Ini adalah jalur yang melunak oleh efek Bauschinger yang

akan menjadi Bauschinger part. Hal ini lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 3.3

(c). Untuk setiap domain pembebanan, jumlah daerah diselimuti oleh setiap

Bauschinger part, dengan unloading path melewati melalui titik beban maksimum

segmen dan dengan sumbu horisontal, merupakan ‘Bauschinger part’ dari total

(10)

3.6 Disipasi Energi Damping

Dengan memisahkan kurva Q – , seperti yang dijelaskan di atas, disipasi

energi regangan plastik oleh komponen baja dalam setiap domain pembebanan

sampai terjadi kegagalan dapat didekomposisi menjadi ‘Skleton part’ (S + dan S

-), dan ‘Bauschinger part’ (B + dan B -). Untuk memperhatikan factor kecamanan,

S +, S -, B +, B -, S +, S - akan dinyatakan dalam rasio ( ).

S + = , S = , B = , B = (3.1)

ep = , ep = , ep = (3.2)

Total disipasi energi regangan plastic oleh komponen baja di setiap domain

pembebanan sampai mengalami kegagalan juga dapat dinyatakan dalam bentuk

non-dimensional sebagai berikut :

= s + B , = s + B (3.3)

Akiyama dkk. dan Benavent-Climent dkk. meneliti kapasitas disipasi energi

utama dari 49 batang baja bulat dan 10 pelat baja persegi panjang dengan celah, yang

merupakan komponen baja yang banyak digunakan sebagai dissipator energi dalam

struktur tahan gempa. Mereka menggunakan baja ini sebagai komponen untuk lentur

dan gesert dengan pemberian beban siklis statis sampai terjadi kegagalan. Parameter

(11)

geometri, pembebanan amplitude yang bervariasi yaitu secara konstan, dengan

penambahan serta secara acak atau random, dan arah pembebanan uni-aksial dan

bi-aksial. Kurva Q- yang diperoleh dalam setiap test yang telah didekomposisi seperti

dijelaskan sebelumnya, dan skleton curve yang sesuai dan jumlah S S , B , B ,

, telah diperoleh sebelumnya. Mereka mempelajari hubungan antara jumlah ini

dan menyimpulkan bahwa total energi hilang oleh komponen baja sampai terjadi

kegagalan, dan dapat diperoleh.

3.7 Kekakuan Ekuivalen Dan Rasio Damping

Gambar 3.5 Kekakuan efektif dan disipasi energi dalam satu siklus

Hal ini berlaku umum bahwa disipasi energi dalam siklik regangan baja

adalah tingkat derajat kebebasan. Untuk penggunaan praktis dalam penghitungan

(12)

viscous damping. Sistem ini pada dasarnya adalah derajat kebebasan tunggal dengan

kekuatan ekuivalen:

(3.4)

Rasio redaman untuuk sistem ekuivalen, dapat diperoleh dengan

menyamakan disipasi energi terukur persiklus dalam percobaan dengan viscous

damping. Hal ini dapat dinyatakan dengan rumus sebagai berikut :

(3.5)

Dimana adalah energi yang tersimpan dalamn pegas elastis dengan normalisasi

kekakuan efektif dan perpindahan

Perbandingan rasio kekakuan ekuivalen dengan normalisasi kekakuan

efektif / . Setiap titik menunjukkan kekakuan normal dan rasio damping

ekuivalen dari perangkat yang diusulkan. Kekakuan efektif menurun seiring dengan

perpindahan yang dialami semakin besar. Hal ini dapat diamati bahwa rasio

ekuivalen damping bervariasi dan berbanding terbalik dengan kekakuan efektif.

Dalam rentang perpindahan yang sangat besar, spesiemen mampu memberikan rasio

redaman 50% dan secara umum perangkat redaman ini dapat memberikan rasio

damping berkisar antara 30% sampai 50%.

3.8 Metode Perhitungan Luas Daerah

Dari pembahasan sebelumnya, adalah

parameter untuk luas daerah. Maka untuk itu perlu di jelaskan metode pendekatan

(13)

dipakai untuk menghitung luas daerah tersebut adalah dengan menggunakan

determinan matriks ordo 2 x 2, selanjutnya data matriks tersebut dimasukkan ke

dalam Microsoft Office 2007 untuk mempermudah perhitungan.

Misalkan matriks A = yang dimaksud dengan determinan dari matriks A

adalah det A = , nilai determinan matriks A ditentukan oleh, det

A = = ad – bc (3.6)

Dalam hal ini luas daerah merupakan total penjumlahan setengah dari harga

(14)

BAB IV

KAJIAN NUMERIK/ABAQUS DAMPER PELAT BAJA

4.1 Kajian Numerik/ABAQUS Damper

Pada kajian damper pelat baja ini adalah bentuk X tunggal dengan ukuran

210 mm x 300 mm seperti ditunjukkan pada gambar dibawah. Pada damper yang

dikaji ini bagian tengahnya adalah berlubang sehingga untuk setiap kajian dinamakan

HSD (Holloe Stell Damper).

Gambar 4.1 Bentuk Geometri Peredam Leleh Baja X

Adapun langkah- langkah pemodelan pada damper pelat baja sampai dengan

tahap kajiannya pada program ABAQUS yaitu :

4.1.1 Creating Part/ Menggambar Bagian Damper

Mulai Abaqus/CAE dari program Start yang ada pada menu. Jika kita sudah

(15)

Gambar 4.2 Detail Program ABAQUS

1. Pilih Create Model Databace dari Start Session. Ketika bagian proses Part sudah

selesai maka akan muncul kotak pilihan part yang menampilkan komponen –

komponen part.

(16)

2. Dari menu bar pilih Part Create sebagai part yang baru ( untuk

mempermudah pengenalan terhadap file yang akan kita run continue

(keluar dari kotak tex create part).

3. Nama Part adalah material

4. Klik continue untuk keluar dari kotak perintah create part.

Gambar 4.4 Lokasi Create Part

5. Gunakan perangkat create lines conneted untuk menggambar bentuk

geometri peredam leleh baja. Sesuai dengan Ukuran HSD setiap damper

(17)

Ukuran damper adalah 210 mm x 300 mm Dengan titik koordinat Damper sebagai

berikut :

Tabel 4.1 Titik Koordinat Damper ukuran 210 mm x 300 mm

No Titik koordinat

(18)

4.1.2 Creating a Material

Pada bagian property digunakan untuk mengatur propertis dari material. Pada

kajian ini materialnya adalah baja sehingga akan tergolong pada linier elastic dengan

young’s young dan poisson’s ratio 0.3. berikut langkah – langkah untuk mengatur

propertis material

1. Klik propertys pada toolbar

2. Pilih material dan klik steel sehingga akan muncul kotak edit material seperti

gambar dibawah ini

Gambar 4.5 Elastic Pada Material

3. Nama material adalah Steel

4. Dari material editor menu bar, pilih elasticity masukkan nilai modulus yang

(19)

5. Dari material editor menu bar, pilih plastis masukkan nilai yield stress At Zero

Plastic Stain 292, dengan kinematic Hard Parameter C1 bernilai 1500 dan

gamma 1 adalah 4 (nilai data bisa berbeda sesuai dengan simulasi yang kita

inginkan untuk mendapakan hasil yang lebih baik)

6. Dari material editor menu bar, double klik cyclic hardening maka akan muncul

kotak isian equiv stress Q Invinity adalah 200, Hardening parameter b adalah 4

(bisa diganti sesuai dengan simulasi yang kita lakukan)

7. Setelah semua data sudah selesai klik Ok yang ada pada tool bar. Untuk lebih

jelasnya kita dapat melihat gambar dibawah ini

Gambar 4.6 Ciclic Hardening Pada Edit Material

4.1.3 Applying Boundary Conditions And Loads To The Model

Sebelum kita menentukan boundary conditions kita harus mengatur atau

menentukan jumlah data yang akan diproses. Double klik aplitudes pada menu bar

masukkan data dengan frekuensi 60 aplitudo 52.

(20)

2. Dari menu bar pilih BC Create. Sehingga akan muncul kotak perintah pada

pada Boundary Condition.

3. Double klik BC1 pilih ENCASTRE (U1,U2,U3=UR1=UR2=UR3=0)

Klik Ok

4. Double klik BC2 pilih dengan ketentuan Masukkan nila U1 =1 dan U3 = 0 R1=

0 R2= 0 R3 = 0 dan U2 tidak di centang kemudian klik Ok

Gambar 4.7 Boundary Condition

5. Dauble clik Load kemudian continue

(21)

4.1.4 Meshing

Mesh digunakan untuk melihat bentuk dari keretakannya akibat beban yang

diberikan. Caranya klik mesh pilih mesh part instance klik dismiss untuk lebih

jelasnya bisa kita lihat seperti gambar 4.9

Gambar 4.9 Mesh

4.1.5 Creating an analysis job

Untuk analisis job dilakukan setelah data telah diisi berdasarkan yang mau

diuji.

1. Dari menu bar utama pilih Job manager create kemudian klik Ok

(22)

Gambar 4.10 Part Pada Menu Bar

Dalam Kajian ini memerlukan waktu kurang lebih 5 jam untuk mendapatkan

data penuh atau full analysis.

3. Running data dilakukan dengan beberapa waktu (minimal 5 jam sekali run)

Gambar 4.11 Gambar Running Data

4.1.6 Checking the Model

Untuk memastikan hasil running pada Job Type kita harus melakukan

(23)

1. Klik data check pada job manager. Jika data kita sudah komplit maka akan

menunjukkan grafik seperti gambar di bawah

Gambar 4.12 Check Data

Data yang sudah selesai running akan memunculkan plot kontur akibat stress (beban)

dengan menampilkan perpidahan gaya

Gambar 4.13 kontur Tegangan

4.1.7 Generating report of Field Outputs (penjumlahan seluruh hasil data)

1. Main menu > Result > XYPlots

(24)

Gambar 4.14 Detail Penggabungan data

Setelah klik continou maka akan tampil gambar seperti dibawah

Gambar 4.15 Ploting Force

History output > plot semua gaya > klik save as dan tentukan nama file data 1

(25)

Gambar 4.16 Ploting Displasment

4.1.8 Generating report of Field Outputs ( mendapatkan kurva hysteresis)

1. Main menu > Result > XYPlots

Klik kanan XYdata pilih “Combine” lalu Klik double klik xydata 2

(displasmen) tekan tanda “-“ kemudian double xydata 1 kemudian pilis

save as buat data xy3

Gambar 4.17 Combain Data Tegangan dan Waktu

(26)

4.1.9 Generating report of Field Outputs ( mendapatkan data berupa angka)

1.Main menu > Result > klik kanan xydata 3 lalu pilih edit

Blok semua data dan masukkan ke Microsoft XL

Gambar 4.18 Ploting Data Ke Microsoft Xl

4.2. Pemisahan Kurva

Berikut adalah hasil kajian I pada program abaqus. Dengan parameter -

parameter yang berbeda maka hasil kurva hysteresis akan menghasilkan hasil yang

berbeda juga. Pada Kajian Numerik ini, dilakukan beberapa kali sampai kita

mendapatkan kurva hysteresis yang gemuk dan stabil. Namun dalam pembahasan

(27)

4.2.1 Hollow Steel Damper (HSD) Kajian 1

Gambar 4.19 Kurva Hysteresis Kajian HSD 1

Gambar 4.20 Skeleton Part Kajian HSD 1

(28)

Gambar 4.21 Bauschinger Part Kajian HSD 1

(29)

(30)

(31)

(32)

(33)

Sehingga Hasil dari perhitungan luas skeleton part dan baussinger part

terhadap ke empat kajian tersebut dapat kita lihat dalam tabel berikut.

Tabel 4.2 Hasil Perhitungan Luas Skeleton Part dan Bausschinger Part

(satuan: kN,mm)

Kajian

Kajian HSD 1 10,893.01 11,325.23 62,586.42 68,946.62 22,218.24 131,533.04

Kajian HSD 1 12,22493 11,747.09 98,692.59 112,565.23 23,972.02 211,257.82

Kajian HSD 1 6.389.43 9,749.97 31,743.42 36,950.13 16,139.40 68,693.55

Kajian HSD 1 12.960.84 12,491.02 96,267.62 117,999.81 25,451.86 214,267

4.3Model Triliniar Metallic Damper

Untuk menghindari kesulitan perencanaan dengan metode model nonlinier

yang lebih kompleks dan memerlukan waktu yang lebih lama , maka digunakan

pendekatan dengan memakai model pendekatan linier. Pendekatan linier dapat

berupa pendekatan model bilinier dan model trilinier. Dalam hal ini penulis

mengusulkan model pendekatan linier yang digunakan adalah pendekatan model

trilinier.

Dari pendekatan trilinier ini kita akan mendapatkan kekakuan damper yaitu

(34)

adalah serta perbandingan terhadap adalah

Berikut ini akan dilakukan pendekatan model trilinier terhadap masing –

masing kajian (kajian HSD 1, Kajian HSD 2, Kajian HSD 3, Kajian HSD 4).

Gambar 4.31 Pendekatan Model Trilinier Kajian HSD 1

(35)

(36)

Hasil dari pendekatan model trilier yang dikaji terhadap HSD dapat dilihat pada tabel berikut.

Tabel 4.3 Hasil Pendekatan Model Trilinier. (Satuan: kN,mm)

Nama Kajian

)

Kajian HSD 1 2.5 114.408 45.763 5.419 1.387 0.118 0.030

Kajian HSD 1 3.2 165.98 51.86 12.98 1.75 0.250 0.033

Kajian HSD 1 3.4 139.048. 40.896 4.855 1.438 0.118 0.035

Kajian HSD 1 2.6 135.048 51.941 3.668 1.257 0.070 0.024

4.4 Kekakuan Efektif

Untuk penggunaan praktis dalam penghitungan energi disipasi

kadang-kadang lebih disukai dengan menggunakan sistem ekuivalen viscous damping.

System ini pada dasarnya adalah system derajat kebebasan tunggal dengan

kekakuan ekuivalen _{sebagai berikut :}

(4.1)

Dengan menggunakan sistem ekuivalen viscous damping terhadap hasil

numerik maka kita akan mendapatkan parameter yang akan menentukan

(37)

Gambar 4.35 Kekakuan Efektif Kajian HSD 1

(38)

Gambar 4.37 Kekakuan Efektif Kajian HSD 1

(39)

(40)

Tabel 4.4 Hubungan Rasio Damping Terhadap Perpindahan (kN,mm)

HSD 1 HSD 2 HSD 3 HSD 4

ED Eso eq y ED Eso eq y ED Eso eq y ED Eso eq y

585.113 280.484 0.166 4.08 343.61 344.93 0.079 4.08 332.24 282.65 0.094 4.05 671.6 303 0.176 4.2

2459.92 590.265 0.332 8.01 2570.3 923.23 0.221 8.22 2300.5 627.13 0.292 8.04 2924 638.2 0.364 8.27

4806.19 996.3 0.384 12.2 5848.7 1506 0.309 12.3 4765.6 1031.7 0.367 12.21 5599 1090 0.408 12.59

7547.97 1452.87 0.413 16.5 9480.8 2100.8 0.359 16.52 7426.6 1442.8 0.409 16.49 8711 1595 0.434 16.87

10321.7 1900.58 0.432 20.3 13214 2719.1 0.387 20.85 10138 1822.4 0.443 20.52 12178 2115 0.458 20.95

13410.1 2403.22 0.444 24.3 17294 3367.7 0.408 25.18 12941 2248 0.458 25.09 17304 2699 0.51 25.15

16658.5 2939.19 0.451 28.6 21416 3974.6 0.429 29.38 14263 2182.9 0.52 29.04 20981 3264 0.511 29.32

19993.8 3505.06 0.454 33 25541 4600.1 0.442 33.65 16939 2578.8 0.523 33.91 24689 3826 0.513 33.26

23571.9 4038.03 0.464 37.2 29772 5216.8 0.454 37.99 18327 2993.3 0.487 38.17 28418 4329 0.522 37.11

27238.6 4624.49 0.469 41.9 33755 5825.2 0.461 42.41 32163 4920 0.52 41.46

30434.5 5094.8 0.475 45.7 37845 6447.3 0.467 47.04 35945 5446 0.525 45.62

(41)

Dengan menggunakan system ekuivalen viscous damping damping terhadap keempat spesimen tersebut maka kita mendapatkan hasil sebagai berikut seperti terhadap pada table di bawah ini :

Tabel 4.5 Kekakuan Efektif (satuan: kN, mm)

Nama

Spesimen

HSD 1 220.11 212.71 46.46 46.09 4.676

HSD 2 274.12 261.18 47.04 45.10 5.809

HSD 3 185.31 176.54 33.91 32.69 5.433

HSD 4 238.09 245.85 49.97 49.91 4.845

4.5Rasio Damping

Rasio damping untuk system ekuivalen, dapat diperoleh dengan

menyamakan disipasi energy persiklus ( ) dalam percobaan dengan viscous

damping. Hal ini dapat dinyatakan dengan rumus sebagai berikut:

(4.2)

Dimana adalah energi yang tersimpan dalam pegas elastis dengan

kekakuan efektif dan perpindahan .

(42)

Nama

Spesimen

Kajian HSD 1 77.68 459.87 537.55 0.144 0.855 50.20 4.20

Kajian HSD 2 45.13 397.74 442.88 0.101 0.898 30.57 2.85

Kajian HSD 2 34.13 145.30 179.44 0.190 0.809 23.35 2.68

Kajian HSD 2 72.48 610.23 682.72 0.106 0.893 49.93 6.53

Tabel 4.7 Ekivalen kumulatif Rasio Deformasi plastis (satuan :kN, mm)

Nama

Spesimen

Kajian HSD 1 2.5 114.408 45.763 220.52 209.56 41.94 37.71 2.593 0.469

Kajian HSD 2 3.2 165.98 51.86 274.12 261.18 47.04 45.1 6.669 0.467

Kajian HSD 3 3.4 139.048 40.896 185.31 176.54 33.91 32.69 7.189 0.523

Kajian HSD 4 2.6 135.048 51.941 238.09 245.85 49.97 49.91 1.653 0.525

Dari hasil perhitungan rasio damping dan dari grafik hubungan rasio damping

(43)

siklus secara umum berbanding lurus dengan perpindahan. Dalam rentang

perpindahan yang sangat besar, kajian dapat memberikan rasio redaman sampai 50

%, hal ini dapat dilihat pada kajian HSD 4 yang mencapai rasio damping sampai

dengan 52,5 % dengan perpindahan sampai 45.62 mm dan secara umum perangkat

(44)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil kajian damper bentuk X dengan menggunakan program

abaqus dapat diambil kesimpulan :

1. Bahwa spesimen tersebut mampu mempertahankan kurva hysteresis yang

stabil dan gemuk

2. Hasil kajian dan perhitungan terhadap ke empat damper menunjukkan bahwa

penggunaan peredam leleh baja dapat mereduksi gaya gempa sebesar 30 s/d

50%. Hasil ini merupakan indikasi bahwa peredam leleh baja yang dikaji

dapat memberikan redaman yang baik.

3. Bentuk geometri peredam leleh baja yang paling ideal adalah Kajian HSD 4,

karena mempunyai energy disipasi terbesar (

4. Mempunyai rasio damping dengan 52.5 %

(45)

5.2 Saran

Untuk penelitian selanjutnya yang perlu diperhatikan adalah penyambungan

peredam leleh dengan kedua ujungnya harus disambung secara kaku sehingga akibat

gaya geser akan melentur dengan kurvatur ganda dengan bidang momen berbentuk

linier dengan maksimum pada kedua ujungya dan bernilai nol ditengahnya. Dalam

kajian menggunakan Abaqus masih terdapat banyak kesalahan dalam input data

sehingga memberikan hasil yang kurang baik.

Untuk kemajuan dan perkembangan steel damper sebagai alat untuk

mereduksi gaya gempa dapat dilakukan penelitian lanjutan terhadap steel damper

dengan pelat bentuk X dengan menggunakan program yang lain (misalnya SAP

2000, ANSYS dll).

Penelitian lanjutan lainnya juga dapat dilakukan studi parameter terhadap

pelat baja bentuk X dengan menggunakan variasi perbandingan antara lebar dan

, sehingga untuk selanjutnya penelitian ini dapat berkembang menjadi alat disipasi